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北江大堤西南水闸闸门振动原因分析及处理措施 第4期 2009年4月 广东水利水电 GUANGD0NGWATERRES0URCESANDHYDROPOWER No.4 Apr.2009 北江大堤西南水闸闸门振动原因分析及处理措施 贺高年,庄高翔 (1.广东省水利电力勘测设计研究院,广东广州510635;2.广东省北江流域管理局,广东佛山528100) 摘要:介绍了北江大堤西南水闸工作闸门设计方案,运行概况和运行中由于水封漏水产生振动的原因分析及其处理措 施. 关键词:闸门;大跨度;结构;止水;振动 中图分类号:TV663.1文献标识码:B文章编号:1008—0112(2009)04～0077—02 1工程概况 西南水闸位于北江与西南涌入口交汇处,是北江下 游防洪体系的一个重要组成部分.西南水闸的主要功 能是分洪挡洪,兼顾引水灌溉及改善西南涌水环境.其 主要任务是在防御100年一遇洪水时,如有分洪需要, 则相应分洪流量为1100m/s;为减少和及时发现涌内 堤围隐患,冲刷河床污染物和减少闸内,外淤积,即使当 年无分洪需要,也要选择适当时机,每年开闸1～2次, 放水300～500m/s,持续几天进行检查或冲淤;在枯水 期,为改善下游水环境,当闸前水位具有引水条件时,尽 量引水,使涌内经常有水流动.为满足以上功能并结合 城市景观规划,西南水闸布置了3孑L20.0m×3.5m(宽 x高)潜孑L式闸孔,工作闸门按百年一遇洪水设计.西 南水闸重建工程于2004年2月开工,2005年4月竣工. 2工作闸门布置和设计 工作闸门门型采用潜孔式滑动平板闸门.闸门设 计水头为11.63m,底槛高程为一0.5m,闸门检修平台 高程为4.0m,检修平台以上轨道采用可拆除式轨道,以 方便提升闸门检修.为阻挡部分临门水跃对门体的动 力作用,降低闸门的振动响应,在门后1.2m处增设一 道挡墙,挡墙底部高程为3.5m.启闭设备采用液压启 闭机,型号为QPPY一2X1500kN/2X400kN一4.8m, 安装高程为9.0m,液压机泵站布置在闸室廊道内,闸门 与启闭机直接连接,3台液压启闭机各配置1座动力 泵,泵站布置在闸室廊道内.闸门布置剖面图见图1. 闸门主结构为3条横主梁,顶主梁与中主梁为单腹 板焊接工字梁,为保证闸门底缘下游倾角,刚度和强度 图1闸门布置剖面示意 要求,下主梁为双腹板焊接梯形截面梁;为减少下游回 流进入梁格空腔的紊动作用,将闸门后部封闭,只留下 渐变段开孑L方便检修维护;边柱为单腹板工字焊接梁, 在边柱外侧设双腹板吊耳,与启闭机活塞杆吊头直接相 连;纵梁采用隔板型式;支承滑块材料采用非金属材料 自润滑滑块,以减小摩阻力和提高闸门抗振性能. 闸门的侧水封和第1道顶水封安装在门槽上,闸门 面板采用复合不锈钢板,在开启过程中与侧水封和第1 道顶水封与面板形成封闭面,考虑门叶在高水头下变形 较大,第1道顶水封中部可能会脱离门叶面板,故第1 道水封的作用也局限于减小闸门门顶射水,并在胸墙处 设置水垫,以进一步减小射水能量;门楣上设置第2道 水封,此道水封在闸门关闭时与侧水封形成封闭面起完 全密闭作用. 收稿日期:2009—03—03;修回日期:2009—03—18 作者简介:贺高年(1978一),男,本科,工程师,主要从事水利水电工程勘测设计工作. ? 77? 2009年4月第4期贺高年,等:北江大堤西南水闸闸门振动原因分析及处理措施No.4Apr.2009 3工作闸门在运行中出现的问题 西南水闸工程自竣工以来遭遇几次较大洪水的考 验,竣工同年汛期6月即遭遇较大洪水,最高洪水位高 达8.36m;2008年6月遭遇第2次较大洪水,水位高达 7.78m.由于河床的下切,洪水流量已接近设计洪水流 量,故此2次洪水可作为工作闸门承受最大荷载的考验 标准. 第1次遭遇高水位洪水时,在闸门关闭状态下,1, 2闸门顶水封的中部和侧角局部漏水,在漏水处激发水 封振动,并引起闸门低能量的低频振动和胸墙的低频振 动,闸门开度增大后,振动减弱,2孔开启至1.5m时出 现水封拉裂现象,并有螺钉损坏.3孑L止水较为严密, 未发生振动现象.汛期后对1,2闸门第一道顶水封进 行了调整,增大了其与闸门的间隙,并调整了第2道水 封与座板的压缩量,使整体压缩较为均匀严密. 第2次遭遇高水位洪水时,在闸门小开度时 (150mm开度),3孔顶水封右侧漏水,在漏水处激发水 封振动,并引起闸门低能量的低频振动和胸墙的低频振 动,闸门开度增大后,振动减弱,1,2闸门顶水封通过 调整后,在闸门开启后,其顶水封处射水均匀,故未发生 闸门振动现象. 4原因分析 闸门外形尺寸达到21.56m×4.17m×2.36m,为制 造安装带来较大困难,施工单位为满足运输吊装要求, 将整体分为4块进行运输吊装,分缝